金屬材料熱處理工藝與技術(shù)分析

錢宏義 錢文勇

摘 要：金屬材料熱處理技術(shù)水平與產(chǎn)品質(zhì)量直接相關(guān)，并影響到產(chǎn)品的物理性能。此外，在熱處理金屬材料時，高水平的技術(shù)不僅能減少金屬資源的浪費(fèi)，還能降低熱處理工藝帶來的環(huán)境污染，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。本文從我國金屬材料熱處理采用技術(shù)的現(xiàn)狀出發(fā)，闡述了金屬材料的分類，對金屬材料熱處理新工藝與技術(shù)進(jìn)行了具體的總結(jié)，并對金屬材料熱處理工藝與技術(shù)未來的發(fā)展進(jìn)行了合理展望，以期為我國金屬材料熱處理工藝與技術(shù)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：金屬材料；熱處理；工藝與技術(shù)

現(xiàn)階段，我國的金屬材料熱處理技術(shù)還處于較低的水平，金屬材料熱處理技術(shù)的自動化水平以及專業(yè)化程度都較為落后，工件脫碳、氧化的問題時有發(fā)生，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到預(yù)期的要求，除此之外，對于我國金屬材料熱處理工藝來說，由于表面熱處理工藝的水平較低，往往會導(dǎo)致加工工件沒有良好的耐用性。提高金屬材料的熱處理技術(shù)水平，不但可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，而且能使熱處理工藝更加節(jié)能環(huán)保，達(dá)到節(jié)能減排的要求。所以，相關(guān)研究人員應(yīng)加大對新技術(shù)的開發(fā)力度，重視氣體燃料與液體燃料在熱處理工藝中的應(yīng)用，減少能耗，提高金屬材料的熱處理技術(shù)水平。

1 金屬材料相關(guān)概述

在現(xiàn)代社會中，無論任何行業(yè)都能看到金屬材料的存在，金屬材料遍布在人們生活的每一個角落，并發(fā)揮著重要的作用。金屬材料具有塑性好、耐熱、韌性強(qiáng)、導(dǎo)電性好、導(dǎo)熱性好等特點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用于人們生活的各個領(lǐng)域。

1.1 多孔金屬材料

多孔金屬材料具有比重小、比表面積大、強(qiáng)度高的特點(diǎn)。無論是起落架還是安全墊，多孔金屬材料都得到了充分的應(yīng)用。多孔金屬材料的通透性很好，并且在孔隙結(jié)構(gòu)中存在很多孔洞，具有良好的傳熱特性。

1.2 納米金屬材料

隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展，納米金屬材料得到了較為廣泛的應(yīng)用。一般情況下，對于任何一種物質(zhì)，只要到達(dá)納米的水平，都會使物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)得到改變。對于金屬材料來說，若是組織和構(gòu)架達(dá)到納米的級別，往往不同于金屬材料的整體性能所表現(xiàn)的狀態(tài)。鋁基納米復(fù)合材料是目前應(yīng)用較為廣泛的納米-非晶體復(fù)合材料，具有強(qiáng)度高、抗疲勞性等特點(diǎn)。

2 金屬材料熱處理新工藝與技術(shù)

2.1 熱處理CAD 技術(shù)

熱處理CAD 技術(shù)擁有減少損失、縮短時間、提高效率、減少失誤等多種優(yōu)點(diǎn)，具有完全退火和等溫退火等多種形式，是一種計算機(jī)模擬技術(shù)。熱處理CAD 技術(shù)完全退火形式的應(yīng)用較為常見，可以有效避免熱處理過程中鋼材的變形。在處理金屬材料的過程中，技術(shù)人員會先通過熱處理CAD 技術(shù)對金屬材料的熱加工進(jìn)行還原，并以金屬材料的性質(zhì)為基礎(chǔ)，結(jié)合金屬材料的熱加工要求，完善熱加工工序。除此之外，技術(shù)人員也可以把熱處理 CAD 技術(shù)應(yīng)用到金屬材料的挑選過程中來，降低挑選難度，得到更好的效果。

2.2 激光熱處理技術(shù)

激光熱處理技術(shù)較為廣泛的應(yīng)用于汽車、石油化工、冶金等領(lǐng)域，指的是用激光束熱處理金屬材料的表面，使集體和處理層擁有良好的結(jié)合強(qiáng)度。簡單來說就是相變硬化或者激光淬火。由于激光束功率密度較高，所以用激光熱處理技術(shù)強(qiáng)化工磨具表面和零件時能達(dá)到耐磨性、耐腐蝕性、高強(qiáng)度和高硬度的效果。激光的處理對象一般是鑄造型板和激光對沖壓模具。

2.3 化學(xué)薄層滲透技術(shù)

相對于傳統(tǒng)技術(shù)，在進(jìn)行金屬材料熱處理時使用化學(xué)薄層滲透技術(shù)，不僅可以減少能耗，還能縮短耗能時間，達(dá)到了節(jié)能減排的效果，所以化學(xué)薄層滲透技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，已經(jīng)受到人們的重視及推廣。

2.4 無氧作業(yè)的熱處理技術(shù)

有氧條件是很多金屬材料的熱處理技術(shù)的必備條件，但是由于相關(guān)熱處理技術(shù)水平達(dá)不到要求，往往導(dǎo)致金屬材料發(fā)生氧化，從而降低了材料的性能。隨著科技的發(fā)展，熱處理技術(shù)的無氧作業(yè)成為了現(xiàn)實(shí)。無氧作業(yè)的熱處理技術(shù)不僅使工藝流程得到了極大的縮短，還使熱處理生產(chǎn)效率得到明顯的提高。

2.5 振動時效處理技術(shù)

在對金屬進(jìn)行熱處理的過程中，金屬材料會受到機(jī)械力的作用而產(chǎn)生較大的振動力。所以切割時會使金屬材料產(chǎn)生錯位、位移等問題，使熱處理工藝受到較大的影響，最終導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到預(yù)期的水平。而振動時效處理技術(shù)可以有效的避免振動力帶來的影響，解決金屬材料錯位、位移等難題，降低切割誤差和能耗，使金屬材料更加完整，進(jìn)而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.6 超硬涂層技術(shù)

超硬涂層技術(shù)指的是在加工金屬材料過程中只處理材料表面，不處理材料的內(nèi)部。相對來說，超硬涂層技術(shù)并不復(fù)雜，應(yīng)用過程比較簡單。而采用了超硬涂層技術(shù)，不僅可以有效的提高金屬材料的表面硬度，還能提高金屬制品的耐用性，進(jìn)而提高成品使用壽命。所以超硬涂層技術(shù)受到了人們足夠的重視，在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

3 展望金屬材料熱處理工藝與技術(shù)

近年來，研究人員一直努力探索熱處理金屬材料的新工藝和新技術(shù)，并得到了較多的研究成果，舉例來說，可控氣氛熱處理工藝便是新探索出來的熱處理金屬材料工藝之一，它在熱處理金屬材料過程中使用了可以保護(hù)及控制材料的氣氛介質(zhì)，穩(wěn)定了整個工藝過程，解決了熱處理金屬材料中存在的問題，使材料的表面性能的維持時間得到極大的增加，如今已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。并且，相關(guān)研究人員仍在對可控氣氛熱處理工藝進(jìn)行改進(jìn)與完善，以期達(dá)到更好的效果。展望未來的金屬材料熱處理，相信相關(guān)的工藝與技術(shù)能夠得到更大的發(fā)展。

4 總結(jié)

綜上所述，隨著工業(yè)的發(fā)展，金屬熱處理工藝與技術(shù)發(fā)揮的作用越來越重要。為了金屬材料機(jī)械性能的提高，相關(guān)研究人員有必要加大對金屬熱處理技術(shù)的研究力度。現(xiàn)階段我國的金屬熱處理技術(shù)仍然存在較多的問題，我們要重視這些問題并以此為基礎(chǔ)對金屬熱處理工藝與技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步完善。本文主要闡述了熱處理CAD 技術(shù)、激光熱處理技術(shù)、化學(xué)薄層滲透技術(shù)、無氧作業(yè)的熱處理技術(shù)、振動時效處理技術(shù)以及超硬涂層技術(shù)，并合理展望了未來的熱處理工藝與技術(shù)，以期對我國金屬熱處理工藝與技術(shù)的發(fā)展提供幫助。

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